可变阀驱动系统中，例如美国专利申请公报US2005/0139183A1中披露并给出的一种连 续可变阀升程(CVVL)系统。该CVVL系统具有：与发动机曲轴所驱动的常规凸轮轴等同 的驱动轴；摆动并推挤进气阀使其抵抗回复弹簧而开启的凸轮；以及将驱动轴的旋转运动 转换为凸轮摇摆运动的联接机构。该系统还具有使控制轴动作的电动机。旋转运动和摇摆 运动两者间的转换随该控制轴的角度位置而有所变化。因此，通过由电动机使该控制轴旋 转，阀升程特性可控制成所希望的特性。总体来说，CVVL系统中，随着阀的升程越大，阀 的开启时机越提前，而阀的关闭时机越滞后。
当发动机在发动机预热条件下开始其运转时，发动机燃烧室或汽缸内的温度变得越来 越高。发动该发动机的期间，汽缸内的活塞运动相对较慢，空气被吸入并在该汽缸内停留 较长时间。因此，空气在汽缸循环的整个进气和压缩冲程过程中获得更多的热量。若有更 多量的空气充填汽缸中，尤其是几何压缩/扩张比变得较大用于提高发动机效率时，空气 在压缩冲程期间受到压缩，汽缸空气温度会变得太高而难以使空气和燃料按所预期的方式 燃烧。非预期的燃烧方式会导致异常燃烧，例如提前点火和发生爆缸。这会带来发动机质 量或可靠性方面的问题。
美国专利申请公报US2005/0139183A1中，发动机发动初期，进气阀的升程最小，进气 阀关闭(IVC)在汽缸循环的进气下止点之前发生。发动发动机时经过了某个时间周期之 后，该进气阀升程增加，IVC落入该进气下死点周围。IVC在发动机发动初期基本上发生 在进气下止点之前，因而进气或压缩下止点的汽缸空气充填量有所减小，压缩冲程期间的 汽缸空气温度会降低到某种程度。但例如发动机具有较大的扩张比并处于预热条件下这种 情形仍然需要降低发动机发动初期的汽缸空气温度。

因而，本发明第一方面提供一种发动机的控制方法，该发动机具有能够关闭从进气通 路至该发动机的汽缸的气流的进气阀。该方法包括发动机起动时刻进行的第一和第二运转 步骤。第一运转步骤是使发动机的进气阀运转以便在发动机的温度较冷、低于预定温度的 情况下在汽缸循环中分别按第一开启时机和第一关闭时机发生进气阀开启(IVO)和进气 阀关闭(IVC)。第二运转步骤是使发动机的进气阀运转以便在发动机的温度大于或等于预 定温度的情况下在汽缸循环中分别按第二开启时机和第二关闭时机发生IVO和IVC。第二 关闭时机晚于第一关闭时机，并晚于汽缸循环的进气冲程的下止点。第二开启时机早于第 一开启时机。第一关闭时机和第二关闭时机两者之差长于第一开启时机和第二开启时机两 者之差。
按照本发明的第一方面，第一运转步骤是在发动机温度较冷、低于预定温度的情况下 进行的，而第二运转步骤是在发动机温度高于预定温度的情况下进行的。因此，当发动机 温度大于或等于预定温度时，进行第二运转步骤以便在下止点之后的第二关闭时机发生 IVC。这使得吸入到燃烧室中并由预热的发动机部件加热的部分空气当活塞在汽缸内升高 时在整个进气阀开启期间流回至进气通路。因而，空气所吸收的部分热量从燃烧室当中排 出。因此，对于以所预期的方式燃烧的空气燃料混合物来说，压缩冲程期间汽缸的温度会 比较合适，这可以提高发动机的质量。
而且，第二关闭时机晚于第一关闭时机，而第二开启时机则早于第一开启时机。这将 使得机构在第二运转步骤中开启进气阀时受到持续更长时间的作用力。但发动机润滑油其 粘度可补充用于保持IVO的增加的作用力，而在发动机温度较高时则可以减少发动机活动 部件的摩擦损耗。因此，尽管第二开启时机的持续时间长于IVO的第一次的持续时间，但 该方法在发动机的运转方面相当合理。
另一方面，发动机温度低于预定温度时，IVO1和IVC1两者间持续的时间短于IVO2和 IVC2两者间持续的时间，从而可减小用以保持进气阀的作用力。因而，可在整个发动机温 度范围内保持发动机运转效率。
此外，第一和第二关闭时机两者之差长于第一和第二开启时机两者之差，因而假设第 一开启时机的IVO落入上止点周围，即便是第二关闭时机基本上滞后，第二开启时机也不 会相对于上止点远远提前。这使得上止点处的阀升程量相对较小，从而使活塞头(有的话) 能够设计为与燃烧室中的进气阀相对较近。因而，燃烧室在活塞上止点处的容积可以减小， 结果是燃烧室的几何压缩/扩张比较高。该较高的扩张比导致较高的发动机运转效率。尽 管较高的压缩比使压缩冲程期间的空气温度有所提高，但该温度提高可以如上所述降低。
即便是第二关闭时机基本上滞后，第二开启时机也不会相对于上止点远远提前，因而 也可以减少抽排至废气后处理系统的新鲜空气量，该废气后处理系统其贮氧容量是使废气 中剩余的碳氢化合物和一氧化碳氧化所需的。因此，可以改善废气排放，而有这种新鲜空 气，废气排放则会变差。
因此，本发明的第一方面可以同时改善发动机的质量和运转效率。
一优选实施例中，发动机配备有能够相对于曲轴的旋转相位使进气阀的升程特性变化 的可变阀升程机构。可变阀升程机构控制为在第一和第二运转步骤中按第一开启时机和第 二开启时机以及第一关闭时机和第二关闭时机开启和关闭进气阀。这允许以合理的成本来 实施所述方法。
还有的优选的实施例中，该方法进一步包括，在为了使发动机起动而转动发动机之前 驱动可变阀驱动机构的驱动步骤。
另一优选实施例中，该方法进一步包括在发动机停转期间控制可变阀驱动机构以便发 动机旋转期间的进气阀的关闭时机在汽缸循环中为最早的控制步骤。这可以消除发动机温 度较冷、低于预定温度时用以驱动可变阀驱动机构的需要。因而，用以发动发动机的功率 不会受到不利的影响。此外，可变阀驱动机构的电动机可以在发动机发动用于起动之前受 到驱动。结果是，燃烧室可以从一开始就包含所需的空气充填量，以便发动机的发动一旦 开始便启动空气燃料混合物的燃烧。这使得发动机的起动所需的时间周期较短。
另一优选实施例中，该方法进一步包括对配备有该发动机的车辆其点火开关动作进行 检测的检测步骤。一旦检测出点火开关动作便驱动可变阀驱动机构。
另一优选实施例中，该检测步骤包括当点火钥匙插入点火开关的钥匙筒中时检测点火 开关的动作。结果是，可变阀驱动机构使得进气阀能够从发动机开始起动起按所希望的方 式动作。
另一优选实施例中，该检测步骤包括当处于点火开关的钥匙筒中的点火钥匙转动时检 测点火开关的动作。
优选实施方式中，按所述第一关闭时机关闭时的所述进气阀的升程量，设定为小于按 所述第二关闭时机关闭时的所述进气阀的升程量。该实施方式中，按所述第一关闭时机关 闭的情况下使所述发动机处于预定温度或以下这种通常状态的进气阀的升程量减小的话， 可以减小在该通常状态下的发动机发动时用于驱动进气阀的力，可提高发动性能。
优选实施方式中，所述第一开启时机设定于所述发动机的进气冲程的前半段。
另一实施例中，第二运转步骤中的最大阀升程最大。该实施例中随着发动机温度的升 高，第二关闭时机会在汽缸循环中滞后。这会带来更多的降温效果。而且，第一开启时机 会在汽缸循环中的进气冲程的上止点之后。
另一实施例中，第一关闭时机滞后于汽缸循环中的进气冲程的下止点之后。
另一实施例中，第二关闭时机随着发动机温度的升高而在汽缸循环中更加滞后。
另一实施例中，第二运转步骤中的最大进气阀升程大于第一运转步骤的最大进气阀升 程。
另一实施例中，第一开启时机滞后于汽缸循环中的进气冲程的上止点之后。
本发明的第二方面涉及一种发动机系统，其中包括：发动机，其中具有进气通路、燃 烧室、以及与该发动机的曲轴的旋转相位同步往复运动从而使与该燃烧室连通的进气通路 开启、关闭的进气阀；能够相对于曲轴的旋转相位使进气阀的升程特性变化的可变阀升程 机构；以及控制可变阀驱动机构的控制装置。控制装置在发动机的起动时刻进行第一和第 二运转。第一运转中，在发动机的温度较冷、低于预定温度的情况下进气阀按汽缸循环中 的第一开启时机和第一关闭时机使进气通路开启和关闭。第二运转中，在发动机的温度大 于或等于预定温度的情况下进气阀按汽缸循环中的第二开启时机和第二关闭时机使进气 通路开启和关闭。第二关闭时机晚于第一关闭时机，并晚于汽缸循环的进气冲程的下止点。 第二开启时机早于第一开启时机。第一关闭时机和第二关闭时机两者之差长于第一开启时 机和第二开启时机两者之差。
本发明第二方面的优选实施例中，该系统可进一步包括具有液压致动器并能够相对于 曲轴的旋转相位使进气阀的运转相位变化的可变阀升程机构，其中可变阀升程机构在发动 机起动期间不动作。
本发明第二方面的另一优选实施例中，可变阀升程机构可包括使进气阀的运转相位朝 向滞后侧方向作用的弹簧。
本发明第二方面的另一优选实施例中，可变阀升程机构可包括在为了使发动机起动而 转动所述发动机之前通过所述控制装置驱动的电动机。
本发明第二方面的另一优选实施例中，系统可以进一步包括可供发动机操作者操作用 以起动发动机运转的点火开关，其中电动机在点火开关被操作时受到驱动。
所述控制装置，当发动机发动时与缸内温度有关的规定条件成立之际，对所述可变阀 驱动机构进行控制以便进气阀的升程量为最大升程量。在这种方式中，使进气阀关闭时机 的延迟量为最大，增大进气的回吐并大幅度减小有效压缩比，从而可提高抑制异常燃烧的 效果。
所述控制装置对所述可变阀驱动机构进行控制以便发动机停转时进气阀的升程量为最 小升程量。
所述发动机为汽车驱动用发动机，所述控制装置对所述可变阀驱动机构进行控制以便 在将钥匙插入钥匙筒中时先于发动机的发动预先增大进气阀的升程量。发动机发动时的异 常燃烧很容易在发动时的最初旋转期间发生，因而发动发动机时，需要预先增大进气阀的 升程量。尤其是发动机停转时使升程量为最小升程量的情况下，要无论如何稍早一点使升 程量较大。而钥匙筒中有钥匙插入这种情形属于即将发动发动机的情形，因而可通过预先 检测该钥匙的插入来预先增大升程量，从而在刚开始运转之后就进行抑制异常燃烧的发动 机发动。
本发明第二方面的另一优选实施例中，发动机可以具有设定为13或以上的几何压缩 比。
附图说明
图1为本发明实施方式的包含发动机的发动机系统的示意图。
图2为本发明实施方式的发动机的可变阀装置的示意图。
图3为用于说明本发明实施方式的可变阀升程装置的说明图。
图4为示出本发明实施方式发动机的可变阀装置中阀升程特性变化的升程特性图。
图5为示出本发明第一实施方式的控制例行程序的流程图(其中之一)。
图6为示出本发明第一实施方式的控制例行程序的流程图(其中之二)。
图7为示出本发明第二实施方式的发动机控制的总体例行程序的流程图。
图8为示出本发明第二实施方式的发动机停转时所执行的控制例行程序的流程图。

下面参照附图说明本发明的实施方式。
另外，下面说明的各实施方式中，等同的部件标注相同的标号，省略重复的标号。
(第一实施方式)
图1示意性示出应用本发明的发动机系统的总体结构。该发动机系统具有作为内燃机 的发动机1、以及作为控制该发动机1所附带的种种致动器用的控制装置的发动机控制器 100。
发动机1为汽车等车辆所装载的4循环的火花点火式内燃机，其输出轴可通过包含变 速器在内的驱动系统与驱动轮联接而驱动车辆。该发动机1包括汽缸组12和其上载置的 缸头13。该汽缸组12和缸头13两者的内部形成有多个汽缸11。该发动机1为例如直列4 缸的汽车驱动用发动机，形成有4个汽缸11。而在汽缸组11中，曲轴14通过经向轴承等 以旋转自如的方式被支持。
各汽缸11内分别以滑动自如的方式嵌插有活塞15，各活塞15的上方分别区划出燃烧 室17。
本实施方式的发动机1具有13∶1或以上的几何压缩比，几何压缩比较好为14∶1或 以上但16∶1或以下。几何压缩比较大，表明膨胀比较大，所以越大，发动机效率越高。 因此，本实施方式设法将几何压缩比设定为13或以上，并通过点火滞后等方法来避免发 生爆缸，并且谋求高转矩和燃料消耗的大幅度降低。
但是，压缩比越高，异常燃烧的可能性会越高，因而需要减小有效压缩比，即使汽缸 空气充填量降低。这样的话，汽缸容积的比率可得到的输出便降低，因而按发动机重量比 呈现的效率有所降低。另一方面，将发动机1装载于汽车等车辆上时，在向发动机空间内 的装载性方面产生问题。因而，几何压缩比的上限较好为16∶1或以下。
缸头13形成有与各燃烧室17连通的2个进气口18和2个排气口19。而且，缸头13 设有分别将各进气口18与燃烧室17切断用的进气阀21和分别将各排气口19与燃烧室17 切断用的排气阀22。本实施方式可采用每一汽缸11具有2个进气阀21、21和2个排气阀 (未图示)的4阀双顶置式凸轮方式。进气阀21利用后述的作为可变阀装置(Variable Valve Drive mechanism)的进气阀驱动机构30驱动，来按规定的时机对各进气口18进 行开闭。而排气阀22则利用后述的排气阀驱动机构40驱动，来对各排气口19进行开闭。
进气阀驱动机构30和排气阀驱动机构40分别具有进气凸轮轴31和排气凸轮轴41。该 进气凸轮轴31和排气凸轮轴41通过公知的链/链轮机构等传动机构与曲轴14联接。传动 机构可构成为曲轴14旋转2周的期间凸轮轴31、41旋转1周。
图2为示出图1实施方式的进气阀驱动机构30具体构成的立体图，图3为示出图1中 进气阀驱动机构30主要部分的剖视图。图3中，(A)示出大升程控制状态下阀升程量为0 的时候，(B)示出大升程控制状态下阀升程量为最大的时候。
参照图2和图3，进气阀驱动机构30包括可变凸轮正时机构(下面也简称为VCT机构) 32以及连续可变阀升程(下面也简称为VL机构)33。
VCT机构32利用图示省略的链驱动机构与曲轴14进行驱动联接。该链驱动机构，除了 从动链轮104以外，未图示但还包括曲轴14的主动链轮以及卷绕于上述两个链轮的链。
VCT机构32具有固定成与从动链轮104一体旋转的壳体以及容纳于其中并固定成与构 成进气凸轮轴31的内轴105一体旋转的转子。壳体和转子两者间在绕(图3所示的)旋 转轴X的方向(圆周方向)上并排形成有多个液压室。而且，利用未图示的泵加压的液体 (例如发动机机油)有选择地提供给各自的液压室，在互相对置的液压室之间形成压力差。
VCT机构32由作为VCT控制系统的发动机控制器100控制。发动机控制器100可构成 为对电磁阀32a的液压进行占空比控制。电磁阀32a根据来自发动机控制器100的控制信 号对提供给液压室的液体调整流量、压力等。由此，链轮104和内轴105两者间的实际相 位差改变，因此可如公知的那样达到内轴105所需的旋转相位。
进气阀驱动机构30的CVVL 33包括内轴105。
内轴105具有与各个汽缸11相对应一体设置的盘片形状的凸轮106。该凸轮106相对 于内轴105的轴心偏心设置，按VCT机构32规定的相位旋转。该偏心凸轮106的外周以 旋转自如的方式嵌合有环状臂107的内周，内轴105绕其轴心X旋转的话，环状臂107便 绕同一轴心X公转的同时绕偏心凸轮106的中心转动。
而且，内轴105上针对每一汽缸11配置有摇摆连接器110。该摇摆连接器110呈圆筒 形状，外套于内轴105而得到同轴支持，即以可绕内轴105的轴心X转动的方式得到支持。 而该摇摆连接器110的外周面呈轴承轴颈，通过缸头13所配置的轴承间隙(未图示)以 可旋转方式支持。
摇摆连接器110一体设置有第一和第二摇摆凸轮111、112。两者的构成相同，因而图 3中示出摇摆凸轮111。该摇摆凸轮111具有凸轮面111a和圆周形状的基部面111b，不论 哪一面都可与挺杆115的上表面接触。摇摆凸轮111除了并非连续旋转而是摇摆运动以外， 与常规的可变阀机构的凸轮同样对挺杆115按压来开启进气阀21。这样，VCT机构32通 过使内轴105相对于曲轴14的旋转相位变化来通过摇摆连接器110等对进气阀21的阀正 时(阀开启时机和阀关闭时机)进行改变。挺杆115可由阀弹簧116支持。而且，该阀弹 簧116如公知的那样支持于保持器117、118之间。
控制轴120通过未图示的轴承以可旋转的方式支持，其长度方向的中央附近一体设置 有从外周面突出的同轴形状的蜗轮121。
蜗轮121与蜗杆122卡合，该蜗杆122可固定于CVVL 33的致动器、即作为可变阀驱 动机构其驱动机构的步进电动机123的输出轴上。因而，使接收到来自发动机控制器100 的控制信号的步进电动机123动作的话，可通过蜗杆122和蜗轮121使控制轴120转动至 所希望的位置。这样转动的控制轴120上，针对每一汽缸11装配控制臂131，上述控制臂 131可通过控制轴120的转动来一体转动。
控制臂131可利用控制连杆132与环状臂107联接。具体来说，控制连杆132其中一 端部由控制枢轴133以旋转自如的方式与控制臂131的前端部联接，该控制连杆132其中 另一端由共用枢轴134以旋转自如的方式与环状臂107联接。
这里，共用枢轴134如上所述使控制连杆132其中另一端与环状臂107联接，同时通 过贯通该环状臂107来使控制连杆132其中另一端也以旋转自如的方式与摇摆连杆135其 中一端部联接。而且，该摇摆连杆135其中另一端由摇摆枢轴136以旋转自如的方式与摇 杆凸轮111联接，由此环状臂107的旋转传递给摇摆凸轮111。
具体来说，内轴105旋转从而偏心凸轮106与其一体旋转时，如图3左侧所示偏心凸 轮106处于下侧位置的话，环状臂107也处于下侧位置。而如图3右侧所示偏心凸轮106 处于上侧位置的话，环状臂107也处于上侧位置。
这里，将环状臂107和控制连杆132两者联接的共用枢轴134的位置，由控制枢轴133 的位置、偏心凸轮106和环状臂107的共同中心位置这3者彼此间的位置关系规定，如图 3所示控制枢轴133的位置不变(控制轴120不转动)的话，共用枢轴134便只对应偏心 凸轮106和环状臂107的绕共同中心的旋转进行大体上下往复运动。
而且，该共用枢轴134的往复动作可由摇摆连杆135传递给第一摇摆凸轮111，并使该 第一摇摆凸轮111与由摇摆连接器110联接的第二摇摆凸轮112一起绕轴心X摆动。这样 摆动的摇摆凸轮111其凸轮面111a与挺杆115的上表面接触的期间，与阀弹簧116的弹 力相抵往下按压该挺杆115。这样往下按压挺杆115的话，进气口18便通过该挺杆115对 进气阀21的进一步往下按压而开启。
而摇摆凸轮111的基部面111b与挺杆115的上表面接触的状态，挺杆115并不被往下 按压。这是因为，以轴心X为中心的摇摆凸轮111的基部面111b的半径可设定为其轴心X 和挺杆115的上表面两者间的间隔或以下。
如上所述的控制枢轴133、共用枢轴134、以及偏心凸轮106和环状臂107的共同中心 彼此间的位置关系中，控制枢轴133的位置一旦变化，三者彼此间的位置关系发生变化， 共用枢轴134描绘不同的轨迹进行往复动作。
这样，本实施方式可通过步进电动机123的动作使控制轴120和控制臂131旋转，使 控制枢轴133的位置变化，来改变摇摆凸轮111、112的摆动范围。举例来说，在图3的 右图中按顺时针方向转动控制臂131，使控制枢轴133从该图所示的位置朝左斜上侧错开 的话，摇摆凸轮111的摆动范围为基部面111b与挺杆115的上表面接触的倾向相对较强， 阀升程量较小。
而且，进一步使控制臂131转动，使摇摆凸轮111的摆动范围有更大变化的话，该摇 摆凸轮111只有基部面111b与挺杆115的上表面相接触，可使凸轮面111a脱离挺杆115 的上表面。这样的话，阀升程量为零。
通过如上进行，本实施方式的进气阀驱动机构30可通过VCT机构32和与之关联的组 成部分使阀时机的相位变化，同时可通过CVVL33的步进电动机123的动作控制使阀升程 量从零变化达到最大值，进气阀21的开启动作时机和关闭动作时机无论如何组合都行。
这里，排气阀驱动机构40具有与进气阀驱动机构30同样的结构，因而对该排气阀驱 动机构40的说明从略。
图4中以实线示出利用这种CVVL 33的动作从大升程控制状态连续改变为小升程控制 状态的进气阀21、21的升程曲线。该图中，升程曲线L2示出大升程控制状态，L3示出小 升程控制状态。而且，该图4中以虚线示出现有CVVL(升程峰值相位基本上不变类型)的 升程曲线。
如该图所示，按照本实施方式的CVVL 33，随着升程行程即升程量和动作角变小，升程 峰值的曲柄角位置提前。这是因为，如上所述，当从大升程控制状态过渡为小升程控制状 态时，通过随控制臂131等的转动使控制连杆132的位置移动至凸轮轴31的旋转方向前 方侧，从而共用枢轴134的往复圆弧运动轨迹移动至凸轮轴31的旋转方向前方侧。具体 来说，大升程控制状态下，进气阀21、21处于升程峰值附近时偏心凸轮106的中心处于 图3所示点Ta位置，但小升程控制状态下，升程峰值附近的偏心凸轮106的中心位置移 动至图3的左侧图所示的点TB，进气阀21、21的升程峰值在旋转轨迹T0上提前了角度θ 3。
这样，在本进气阀驱动机构30中，升程峰值时机随升程行程的减小而提前，因而进气 阀21、21的阀开启时机即便是升程量变化，也不太变化，大体处于汽缸11的压缩上止点 (TDC)附近，而进气阀21、21的阀关闭时机随升程量的变化而有较大的变化。即，进气 阀21、21的阀升程特性，与曲轴14的旋转无关，进气阀21、21的阀关闭时机随升程量 的增大而滞后，而进气阀21、21的阀开启时机提前，而且变化为其进气阀21、21的阀开 启时机的提前量与进气阀21、21的阀关闭时机的滞后量相比较小。
而在图4中以虚线所示的现有(升程峰值相位基本上不变类型)CVVL的升程曲线中， 例如设法成为使相对较小升程的空转升程L41满足燃料消耗要求这种设定的情况下，使阀 关闭时机有较大的滞后这种升程设时机，阀开启时机与阀关闭时机的滞后量大致同等量地 提前，具有阀开启时机过于提前而与活塞干扰的可能。为了避免对活塞的干扰，阀开启时 机的提前存在制约，无法抑制阀开启时机的提前和实现足够的阀关闭时机的滞后。
进气口18通过进气歧管55与缓冲罐(surge tank)55a相连通。该缓冲罐55a的上游 进气通路设置有节气门段56。该节气门段56内部以绕枢轴转动自如的方式设置有调整外 部至缓冲罐55a的进气流量所用的节流阀57。该节流阀57可以通过改变进气通路的开口 面积即流路面积来改变进气流量，同时改变节流阀57下游进气通路内的压力。该节流阀 57可利用节流致动器58驱动。该节流致动器58对该节流阀57进行驱动以使节流阀57的 开度为后述的发动机控制器100计算出的节流开度TVO。这里，所说的进气通路至少包含 该节流阀57下游的、进气口18、进气歧管55以及缓冲罐55a当中的进气口18。本实施 方式通过调整该节流阀57的开度和进气阀21的阀关闭时机来将汽缸11内充填的空气充 填量控制为适当值。
排气口19通过排气管路60与排气管连通。该排气管配置有排气净化系统。该排气净 化系统的具体构成没有特别限定，但可例举具有三元触媒、磷NOx触媒、氧化触媒等触媒 转换器61的排气净化系统。
进气歧路47和排气歧路60两者构成为由EGR管62连通，有一部分排气循环至进气侧。 EGR管62设置有调整通过该EGR管62循环至进气侧的EGR气体流量用的EGR阀63。该EGR 阀63由EGR阀致动器64驱动。该EGR阀致动器64对该EGR阀63进行驱动以使EGR阀63 的开度为后述的发动机控制器100计算出的EGR开度EGROPEN，由此将EGR气体流量调整为 适当值。
缸头13装配有火花塞51，并使其顶端临近燃烧室17。该火花塞51一旦由点火系统52 根据后述的发动机控制器100计算出的点火时机的信号SA通电，燃烧室17内便发生火花。
而且，缸头13装配有用于对燃烧室17内直接喷射燃料的燃料喷射阀53，并使其顶端 临近燃烧室17。具体来说，该燃料喷射阀53配置为其顶端在上下方向上处于2个进气口 18下方的位置，而在水平方向上处于2个进气口18中间的位置。该燃料喷射阀53内部设 置的螺线管由燃料系统54根据后述的发动机控制器100计算出的燃料喷射量FP的信号通 电规定时间，来对燃烧室17内喷射规定量的燃料。
发动机控制器100为以公知的微型计算机为基础的控制器，包括执行程序用的CPU，由 RAM、ROM所组成的存储程序和数据的存储器，以及进行各种信号输入输出的I/O总线。
在发动机控制器100中，通过I/O总线读取水温传感器77检测出的发动机冷却水的温 度TENG，空气流量仪71检测出的进气量AF，进气温度传感器78检测出的进气温度TIM，进 气压传感器72检测出的进气歧管55内的空气压力MAP，曲柄角传感器73检测出的曲柄角 脉冲信号，氧浓度传感器74检测出的排气的氧浓度EGO，油门开度传感器75检测出的汽 车驾驶者对油门踏板的踩踏量α，以及车速传感器76检测出的车速VSP这类各种信号。 而且，该发动机控制器100中，车辆设置的发动钥匙开关(操作装置、钥匙，下面也称为 IG钥匙)其位置可由插入该IG钥匙的钥匙筒内所设置的传感器79检测和读取。可根据曲 柄角脉冲信号计算出发动机1的转速(单位时间的转数、即旋转速度“RPM”这种含义， 下同)NENG。
接着，该发动机控制器100根据各输入信息运算针对各种致动器的指令值，以便导入 汽缸11内的空气量即汽缸11内的空气充填量、点火时机等为满足运转条件的适当值。举 例来说，计算节流开度TVO、燃料喷射量FP、点火时机SA、进气阀21的滞后角θVCT、CVVL 33的控制值θVVL、EGR开度EGROPEN等的指令值，并将它们输出给节流致动器58、燃料系统 54、点火系统52、EGR阀致动器64、VCT机构32、以及CVVL 33等。
参照图5～图8的流程图说明执行发动机控制器100的ROM所存储的程序的具体控制例 行程序。
参照图5～图8的流程图说明执行发动机控制器100的存储器所存储的程序的具体控制 例行程序。
首先可按图5和图6的流程图所示的步骤执行第一实施方式的控制例行程序。
该例行程序在检测出停车(发动机停转)的同时开始。于是，判定是否检测出钥匙插 入到钥匙筒中(步骤S1)，并等待检测出钥匙插入到钥匙筒中。
接下来，一旦检测出钥匙插入到钥匙筒中(步骤S1中肯定情形)，读取进气温度传感 器78和发动机水温传感器77的检测值(步骤S2)，根据上述传感器的检测值判定汽缸内 温度是否为规定温度(例如发动机冷却水的温度TENG为与90℃相当的温度)或以上(步骤 S3)。
判定汽缸内温度低于规定温度时(步骤S3中否定情形)，通过通常的发动对步进电动 机123进行控制以便处于进气阀21的阀升程预先设定成相对较小值的空转升程L4从而改 善燃料消耗(步骤S4)。此后，与钥匙操作连动使发动机发动(步骤S5)，根据发动机的 运转状态过渡为对阀升程进行控制的后述的通常运转时的控制(步骤S10)。
另一方面，判定汽缸内温度为规定温度或以上时(步骤S3中肯定情形)，判定提前点 火的发生概率较高，对步进电动机123进行控制以便进气阀21的阀升程为最大(步骤S6)。 此后，与钥匙操作连动使发动机发动，进气阀21的阀升程为最大的状态下，保持发动机1 运转(步骤S7)，同时读取进气温度传感器78和发动机水温传感器77的检测值，判定汽 缸内温度是否低于规定温度(步骤S8)，等待直到汽缸内温度低于规定温度为止。
汽缸内温度变成低于规定温度的话(步骤S8中肯定情形)，判定提前点火的发生概率 较低，与通常发动时同样对步进电动机23进行控制以便进气阀21的阀升程为空转升程L4 即最小值的升程量从而改善燃料消耗(步骤S9)，此后，根据发动机的运转状态过渡为对 阀升程进行控制的通常运转时的控制(步骤S10)。
参照图6，这样过渡为通常运转时的控制的话，首先判定是否检测出发动机停转条件(例 如对制动器的踩踏等)(步骤S11)。接着，等待直到检测出发动机停转条件为止，检测出 发动机停转条件的话(步骤S11中肯定情形)，为了使发动机停转，中断燃料喷射，同时 中断点火(步骤S12)。此后，判定发动机是否完全停转(步骤S13)，并等待直到发动机 完全停转为止，完全停转的话(步骤S13中肯定情形)，对步进电动机123进行控制使得 进气阀21的阀升程为最小升程(步骤S14)，此后回到步骤S1重复上述处理。
(第二实施方式)
下面参照图7和图8说明第二实施方式的控制。
图7示出发动机1总体控制的例行程序。最初在步骤S31中判定发动控制标志F发动的 值(初始值：0)是否为1。该判定设定为否、即发动控制标志F发动值为0的情况下，进行 下面通常运转时的控制。
首先读取油门踏板的踩踏量α等各种信号(步骤S32)。接着，根据所读取的油门踏板 的踩踏量α、发动机1的转速NENG(单位时间的转数，下同)、车速VSP计算出目标转矩TQD (步骤S33)，根据计算出的目标转矩TQD和发动机1的转速NENG计算燃料喷射量FP、目标 空气充填量CED、以及点火时机SA(步骤S34)。
接下来，根据目标空气充填量CED和发动机1的转速NENG计算出VVL机构33的控制目 标值θVVL_D(步骤S35)。如图7所示，该控制目标值θVVL_D随目标空气充填量CED和转速NENG 的增加而设定得较大。
接着，根据目标空气充填量CED和发动机1的转速NENG计算出VCT机构32的阀正时的改 变量、即进气阀21的滞后量的目标值θVCT_D(步骤S36)。如图7所示，该VCT机构32的 目标值θVCT_D随目标空气充填量CED和转速NENG的增加而设定得较大，进气阀21的阀正时随 上述量的增加而控制在滞后侧。
接下来，根据目标空气充填量CED和发动机1的转速NENG计算出节流阀57的目标值TVOD (步骤S37)。
计算出各目标值之后，进入步骤S38，并根据计算出的各目标值等驱动各个致动器。具 体来说，信号θVVL_D输出给VVL机构33的步进电动机123，该步进电动机123动作使得进 气阀21的阀曲线为与θVVL_D相对应的曲线。信号θVCT_D输出给VCT机构32，该VCT机构32 动作使得进气凸轮轴31相对曲轴14的相位为与θVCT_D相对应的值。信号FP输出给燃料系 统54，在每一汽缸循环与FP相对应量的燃料从燃料喷射阀53喷射出。而信号SA输出给 点火系统52，火花塞51在汽缸循环中与SA相对应的时机点火，使燃烧室17内的混合气 着火。由此，通过在适当的时机使所需量的空气、燃料所形成的混合气着火燃烧，从而由 曲轴14产生发动机1所需的输出转矩。
而步骤S31的判定为肯定即发动控制标志F发动＝1的情况下，如后述的那样，根据图8 所示的控制例行程序所确定的发动用VVL目标值θVVL_D、预先设定的发动用点火时机SA、 节流阀57的目标值TVOD，驱动VVL机构33的步进电动机123、燃料系统54、节流致动器 58等致动器(步骤S100)。
发动机1停转时，油门踏板的踩踏量α为零，因而步骤S33和S34中目标转矩TQD以及 目标空气充填量CED为最小值。后续的步骤S35和S36中，VVL目标值θVVL_D和θVCT_D分别随 之为最小值。因此，步骤S38中对VCT控制系统156的电磁阀156a驱动使得进气阀21的 相位最为提前，同时驱动步进电动机123使得进气阀21的升程量为最小升程量。具体来 说，控制为进气阀21的升程曲线为图4中的L3。
这样，本控制方法通过在发动机停转时使得进气阀21的升程量为最小升程量，来避免 处于阀弹簧有大负载加到VVL机构33上这种状态，并避免停转过程中油膜中断。
下面参照图8的流程图主要说明发动机1发动时所执行的控制例行程序。
该控制例行程序，最初在步骤S41中，IG开关位置为关闭的话，便返回并待机，直到 变化为关闭以外的位置即ACC(附件用触点)与电源连接这种位置或发动(进行发动驱动 的触点)与电源连接这种位置为止。IG开关位置为关闭以外位置的话，便进入到步骤S42， 读取传感器检测值等各种信号。接着，进入步骤S43，判定发动机1的转速NENG的值是否大 于预先设定的发动转速NENG_START(单位时间的转数，下同)。该步骤S43中的判定为肯定的 情况下，即判定为转速NENG足够大的情况下，判定为发动机发动完成、发动机1处于通常 的运转过程中，使发动控制标志FSTART更新为0(步骤S44、S45)。接着，控制例行程序返 回步骤S41。
而步骤S43中的判定为否定的情况下，即作为转速NENG较低而未完成发动机发动，将发 动控制标志FSTART更新为1(步骤S46、S47)。
接着，进入步骤S48，根据发动机水温传感器77所检测出的发动机冷却水温度TENG亦 即发动机温度设定VVL机构33的控制目标值θVVL_D。具体来说，如图8所示，发动机温度 TENG为T2或以上的高温状态这种情况下，将控制目标值θVVL_D设定为最大升程量，而发动机 温度TENG为T1或以下的冷发动时这种情况下，则将控制目标值θVVL_D设定为最小升程量。 发动机温度TENG为T1～T2的情况下，设法使目标值θVVL_D在最大升程量和最小升程量两者 间与发动机温度TENG的增加成正比地增大。T1为例如40℃，T2为例如80℃。
综上所述，各实施例的第一方面为具有进气阀21的发动机1的控制方法，该进气阀 21能够关闭从进气通路的进气口18至发动机1的汽缸的气流。该方法如图5、图7、以及 图8中所示包括第一和第二运转步骤。各步骤如图5、图7、以及图8中所示在发动机1 的起动时刻进行。第一运转步骤中，具体来说图5中的步骤S4，使发动机1的进气阀21 运转以便在发动机1的温度TENG较冷、低于预定温度的情况下，分别按汽缸循环中的、图4 中分别示出的第一开启和关闭时机IVO1和IVC1发生进气阀开启IVO和进气阀关闭IVC(图 5中的步骤S4和S9)。第二运转步骤如图5、图7以及图8所示，使发动机1的进气阀21 运转以便在发动机1的温度TENG大于或等于预定温度的情况下，分别按汽缸循环中的、图4 中分别示出的第二开启和关闭时机IVO2和IVC2发生进气阀开启IVO和进气阀关闭IVC。 图4中第二关闭时机IVC2晚于第一关闭时机IVC1，并晚于汽缸循环的进气冲程的BDC(图 4)。第二开启时机IVO2早于第一开启时机IVO1。第一和第二关闭时机IVC1和IVC2两者 之差长于第一和第二开启时机IVO1和IVO2两者之差。
按照各实施例的第一方面，图5中的第一运转步骤是在可根据传感器77的检测所推定 的发动机温度较冷、低于预定温度的情况下进行的，而第二运转步骤是在可根据传感器77 的检测所推定的发动机温度较热、高于预定温度的情况下进行的。因此，当可根据传感器 77的检测所推定的发动机温度大于或等于预定温度时，便如图5、图7和图8所示进行第 二运转步骤，从而按图4中处于BDC(图4)之后的第二关闭时机IVC2发生进气阀关闭IVC。
这导致吸入到燃烧室17中并由预热的发动机部件加热的部分空气当活塞在汽缸11内 升高时在整个进气阀21开启期间流回至进气通路的进气口18。因而，空气所吸收的部分 热量从燃烧室17当中排出。因此，对于以所预期的方式燃烧的空气燃料混合物来说，压 缩冲程期间汽缸的温度会比较合适，这可以提高发动机的质量。
而且，图4中第二关闭时机IVC2晚于第一关闭时机IVC1，而第二开启时机IVO2则早 于第一开启时机IVO1。这将使得机构在第二运转步骤中进气阀21开启时受到持续更长时 间的作用力。但发动机润滑油其粘度可补充用于保持IVO的增加的作用力，而在发动机温 度较高时则可以减少发动机活动部件的摩擦损耗。因此，尽管第二开启时机IVO2的持续 时间长于进气阀开启IVO第一次的持续时间，但该方法在发动机1的运转方面相当合理。
另一方面，可根据传感器77的检测所推定的发动机温度不超过预定温度时，IVO2的 期间短于第一开启时机的期间，从而可减小保持进气阀21的作用力。因而，可在整个发 动机温度范围内保持发动机运转效率。
此外，第一和第二关闭时机IVC1和IVC2两者之差长于第一和第二开启时机两者之差， 因而假设IVO在第一开启时机落入图4中所示的TDC周围，即便是图4中第二关闭时机IVC2 基本上滞后，第二开启时机IVO2也不会相对于图4中所示的TDC远远提前。这使得图4 中所示的TDC处的阀升程量相对较小，从而使活塞头(有的话)能够设计为与燃烧室17 中的进气阀21相对较近。因而，燃烧室17在图4中所示的活塞TDC处的容积可以减小， 结果是燃烧室17的几何压缩/扩张比较高。该较高的扩张比导致较高的发动机运转效率。 尽管较高的压缩比使压缩冲程期间的空气温度有所提高，但如上所述该温度提高可以降 低。
即便是图4中第二关闭时机IVC2基本上滞后，第二开启时机IVO2也不会相对于图4 中所示的TDC远远提前，因而也可以减少抽排至废气后处理系统的新鲜空气量，该废气后 处理系统其贮氧容量是废气中剩余的碳氢化合物和一氧化碳氧化所需的。因此，可以改善 废气排放，而有这种新鲜空气，废气排放则会变差。
因此，各实施例的第一方面可以同时改善发动机1的质量和运转效率。
如上述各实施例中所述，发动机1配备有能够相对于曲轴14的旋转相位使进气阀21 的升程特性变化的可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)。可变阀驱动机构30(尤其是 其CVVL 33)控制为如图5、图7以及图8所示在第一和第二运转步骤中按图4中分别所 示的第一和第二开启时机IVO1和IVO2以及第一和第二关闭时机IVC1和IVC2来开启、关 闭进气阀21。这允许以合理的成本来实施所述方法。
如上述各实施例中所述，该方法进一步包括在为了使发动机起动而转动发动机1之前 驱动可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)的驱动步骤S4和S6。这样的话，可以在发 动机1旋转的开始时刻将进气阀21的升程特性控制为适当的状态，可以更为可靠地抑制 诸如提前点火这类异常燃烧的发生。
如上述各实施例中所述，该方法进一步包括在发动机停转期间控制可变阀驱动机构30 (尤其是其CVVL 33)以便发动机旋转期间的进气阀21的关闭时机在汽缸循环中为最早的 控制步骤。这可以消除当可根据传感器77的检测所推定的发动机温度较冷、低于预定温 度时用以驱动可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)的需要。因而，用以发动发动机的 功率不会受到不利的影响。此外，可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)的步进电动机 123可以在发动发动机用于起动之前受到驱动。结果是，燃烧室17可以从一开始就包含所 需的空气充填量，以便发动机的发动一旦开始便启动空气燃料混合物的燃烧。这使得发动 机的起动所需的时间周期较短。
如上述各实施例中所述，该方法进一步包括图5和图8中分别示出的对配备有该发动 机系统的车辆其点火开关动作进行检测的检测步骤S1和S41。一旦检测出点火开关动作便 驱动可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)。这样可以在发动机1开始发动之前使上述 进气阀21的升程特性更可靠地处于适当的状态。
如上述各实施例中所述，图5中的检测步骤S1包括当点火钥匙插入点火开关的钥匙筒 中时检测点火开关的动作。结果是，可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)使得进气阀 21能够从发动机开始发动起按所希望的方式动作。发动机发动时的异常燃烧容易发生于发 动时的最初旋转之际，因而发动机发动时，需要预先使进气阀21的升程量增大。尤其是 发动机停转时使升程量为最小升程量的情况下，即便是稍稍也要迅速地使升程量增大。而 且，钥匙筒中有钥匙插入这种情形属于即将发动发动机的情形，因而可通过预先检测该钥 匙的插入来预先增大升程量，从而在刚开始运转之后就能进行抑制异常燃烧的发动机发 动。
如上述各实施例中所述，图8中的检测步骤S41包括当处于点火开关的钥匙筒中的点 火钥匙转动时检测点火开关动作。
优选实施方式中，按所述第一关闭时机关闭时的所述进气阀21的升程量，设定为小于 按所述第二关闭时机关闭时的所述进气阀21的升程量。该实施方式中，在按所述第一关 闭时机关闭的情况下使所述发动机1处于预定温度或以下这种通常状态的进气阀21的升 程量减小的话，可以减小在该通常状态下发动机1发动时用于驱动进气阀21的力，可提 高发动性能。
优选实施方式中，所述第一开启时机设定于所述发动机1的进气冲程的前半段。
如上述各实施例中所述，第二运转步骤中的最大阀升程最大。该实施例中随着发动机 1温度的升高，图4中的第二关闭时机IVC2会在汽缸循环中滞后。这会带来更多的降温效 果。而且，第一开启时机IVO1会在汽缸循环中的进气冲程的图4所示TDC之后。
这样的话，所述第二关闭时机随升程量为最大而成为最滞后时机，由此可确保进气的 回吐量，从而大幅度减小发动机1的有效压缩比，因而可提高异常燃烧的抑制效果。
如上述各实施例中所述，在升程特性IVO和IVC如同L3发生的情况下第一关闭时机 IVC1滞后于汽缸循环中的进气冲程的图4所示BDC之后。
如第二实施例中图8中所示的步骤S48所述，图4中第二关闭时机IVC2随着发动机1 温度的升高而在汽缸循环中更加滞后。这样的话，可随温度更为适当地控制进气阀21的 阀关闭时机，因而可确保发动性能同时更为可靠地抑制异常燃烧。
如上述各实施例中所述，第二运转步骤中的最大进气阀21的升程如图5、图7以及图 8所示，大于第一运转步骤中的最大进气阀升程。
如图4中所示，在升程特性IVO和IVC如同L3发生的情况下，第一开启时机IVO1滞 后于汽缸循环中的进气冲程的图4所示TDC之后。
各实施例的第二方面涉及一种发动机系统，其中包括：发动机1，其中具有进气通路 的进气口18、燃烧室17、以及与该发动机1的曲轴14的旋转相位同步往复运动并由此使 与该燃烧室17连通的进气通路的进气口18开启和关闭的进气阀21；能够相对于曲轴14 的旋转相位使进气阀21的升程特性有所变化的可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)； 以及控制可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)的发动机控制器100。发动机控制器100 在发动机1的起动时刻进行第一和第二运转。第一运转中，在发动机1的温度TENG较冷、 低于预定温度的情况下，进气阀21按汽缸循环中的、图4中分别所示的第一开启和关闭 时机IVO1和IVC1使进气通路的进气口18开启和关闭(图5中步骤S4和S9)。第二运转 中，在发动机1的温度大于或等于预定温度的情况下进气阀21按汽缸循环中的、图4中 分别所示的第二开启和关闭时机IVO2和IVC2使进气通路的进气口18开启和关闭。图4 中第二关闭时机IVC2晚于第一关闭时机IVC1，并晚于汽缸循环的进气冲程的BDC(图4)。 第二开启时机IVO2早于第一开启时机IVO1。第一和第二关闭时机IVC1和IVC2两者之差 长于第一和第二开启时机IVO1和IVO2两者之差。
按照本发明的第二方面，与第一方面同样，可改善发动机的质量和运转效率。
各实施例第二方面的优选实施例中，该发动机系统可进一步包括具有液压致动器32a 并能够相对于曲轴14的旋转相位使进气阀21的运转相位变化的可变阀驱动机构30(尤其 是其CVVL 33)，其中可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)在发动机起动期间不动作。
各实施例第二方面的另一优选实施例中，可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)可 包括使进气阀21的运转相位朝向滞后侧方向作用的弹簧。
各实施例第二方面的另一优选实施例中，可变阀驱动机构30(尤其是其CVVL 33)可 包括在为了使发动机起动而转动发动机1之前通过电动机控制装置100驱动的步进电动机 123。
各实施例第二方面的另一优选实施例中，系统可以进一步包括可供发动机1操作者操 作用以起动发动机1运转的点火开关，其中步进电动机123在点火开关被操作时受到驱动。
而且，如第二实施方式的图8所示那样，发动机控制器100在发动机1发动时与缸内 温度有关的规定条件成立之际，对可变阀驱动机构30进行控制以便进气阀21的升程量为 最大升程量。这种方式可以使进气阀21的关闭时机的延迟量为最大，增大进气的回吐， 大幅度减小有效压缩比，从而提高抑制异常燃烧这种效果。
发动机控制器100对可变阀驱动机构30进行控制以便发动机1停转时进气阀21的升 程量为最小升程量。举例来说，发动机1停转的时刻使进气阀21的升程量较大的话，便 处于阀弹簧116的负载加到可变阀驱动机构30的状态，尤其是长时间停车这种情况下， 滑动部的油会下落，处于在油中断的状态下可变阀驱动机构30上加上负载的状态，因而 发生可靠性变差的问题。因此，如前面所述，发动机1停转时使升程量为最小升程量的话， 可以避免这种问题。
上述发动机1为汽车驱动用发动机，发动机控制器100对可变阀驱动机构30进行控制， 以便在将钥匙插入钥匙筒中时先于发动机的发动预先增大进气阀21的升程量。发动机发 动时的异常燃烧很容易在发动时的最初旋转期间发生，因而发动发动机时，需要预先增大 进气阀21的升程量。尤其是发动机停转时使升程量为最小升程量的情况下，要无论如何 稍早一点使升程量较大。而钥匙筒中有钥匙插入这种情形属于即将发动发动机的情形，因 而可通过预先检测该钥匙的插入来预先增大升程量，在刚开始运转之后就进行抑制异常燃 烧的发动机发动。
各实施例第二方面的另一优选实施例中，发动机1可以具有设定为13或以上的几何压 缩比。
尽管参照附图以举例的方式对本发明进行了全面的说明，但应理解为，对于本领域技 术人员来说种种变化和修改是显然的。因此，除非这种变化和修改与权利要求中所限定的 本发明的保护范围相背离，否则应解读为被其所包括。